第一篇：電力拖動系統中應用變頻調速有哪些優點

電力拖動系統中應用變頻調速有哪些優點？

調速時平滑性好、效率高、低速時特性靜關率較高，相定穩定性好，調速范圍大、精度高起動電流低，對系統及網無沖擊，節電效果明顯，變頻器體積小，便于安裝，調試維修簡便易于實現過程自動化。

變頻器容量和類型的選擇原則是什么？

選擇變頻容器的基本原則是最大負載電流不能超過變頻器的額定電流。

變頻器類型選擇的基本原則是根據負 載的要求選擇，對于風機和泵類負載，選擇普通功能型通用變頻器。對于恒轉矩負載，采用具有恒轉距控制功能的變頻器。被控對象具有一定的動態、靜態指標要求是選用具有無速反饋失量控制功能的變頻器。可控對象具有較高的動態、靜態指標要求時，選用能夠四象限運行u/f控制方式，具有恒轉矩功能型變頻器。變頻調速系統中，采用公用直流用線與電源反饋相結合的供電方式有什么特點？

公用直流用線方式與電源反饋相結合，結構簡便并可使起重機械各臺變頻器的電壓穩定，不受電源波動的影響。

如何處理變頻器的發熱問題？

為了阻止變頻器內部溫度升高，采取的方法是通過冷卻風扇把熱量帶走，安裝變頻器時應選擇通風順暢的部位安裝。

用變頻器設計一個設備控制系統？

1.選一個pwn型為主電路，其整流部分為二級管不可控整流橋，按脈沖寬度調制規律，控制逆變器的功率開關器件v1—v6的導通和關段，在逆變器的輸出端便可獲得一系列橫幅調寬的矩形脈沖波形的寬度可以控制逆變器輸出交流基波電壓的幅值通過改變調制周期可以控制器輸出頻率，從而使VVVF協調控制在逆變器中同時完成。

第二篇：《變頻調速應用》課程教學大綱

《變頻調速應用》課程教學大綱

Variable Voltage and Variable Frequency Technology 課程編號：2000652

適用專業：電氣工程及其自動化

學 時 數：32 學 分 數：2

執 筆 者：湯鈺鵬 編寫日期：2002年5月

一、課程的性質和目的

課程性質：《變頻調速應用》是電氣工程及其自動化專業的專業選修課。

主要任務：通過對《變頻調速技術及應用》課程的學習，使學生對異步電動機變頻調速系統有一個系統的了解，對變頻調速方法的特點、重要性、應用領域有一個正確的認識，為在今后工作中解決實際問題打下良好的基礎。

二、課程教學內容:

第一章 交流調速系統概述（講授4學時）

了解交流調速傳動的發展過程及其應用領域、應用目的，了解異步電動機的基本調速方法、了解變頻器的基本分類。

重點：變頻調速方法及特點。

第二章 異步電動機的變頻調速（講授4學時）

了解異步電動機在非正弦電源供電情況下的運行特點，掌握異步電動機的變頻運行方式、運行特性（包括V/F運行方式、恒磁通運行方式和恒功運行方式）；掌握在非正弦電源供電情況下異步電動機的磁通、電流、轉矩分析方法及特點。

重點：異步電動機的變頻運行方式、運行特性。

第三章 變頻器的結構及工作原理（講授2學時）

了解變頻器的基本結構及工作原理，掌握逆變器的工作原理。重點：交直交電壓型逆變器的工作原理。

第四章 脈寬調制技術（講授8學時，實驗4學時）

了解脈寬調制方式的種類和脈寬調制技術的作用。

重點：正旋脈寬調制技術、磁通軌跡控制（電壓空間矢量控制）脈寬調制技術。第五章 變頻調速系統（講課2學時）

了解變頻調速系統的構成、控制對象和控制方式。

重點：異步電動機、變頻器和外圍設備的選擇。

第六章 通用變頻器的運行功能（講課2學時、實驗2學時）

了解通用變頻器的運行功能，掌握通用變頻器的參數設置方法。

重點：變頻器運行功能的選擇。

第七章 通用變頻器的應用（講課4學時）

了解通用變頻器的應用情況及其應用領域的相關技術，掌握通用變頻器的應用方法。

重點：通用變頻器的應用方法。

三、課程教學的基本要求

本課程的教學環節包括：課堂講授、課外作業、實驗和考試等。通過各個教學環節重點培養學生分析問題和解決問題的能力。

（一）課堂講授

以案例教學和實驗教學為主，教學中多提問題以引導學生思考，設置適當的課堂討論，以加深學生對知識的理解和提高學生對知識的應用能力。

（二）課外習題

第一章1題、第二章2題、第三章1題、第四章2題、第五章1題、第六章2題。

（三）實驗

開設6個學時的開放性實驗，讓學生了解電壓型變頻器的基本結構、熟悉輸入測、直流測、輸出測的電壓波形和電流波形，掌握改善電流波形的方法。熟悉通用變頻器的各項運行功能，掌握通用變頻器的參數設置方法。

（四）考試環節

考試形式分為筆試和實際操作考試兩部分，考試題型分為：簡答題、論述題等。

四、本課程與其它課程的聯系與分工

本課程的先修課為“電機學”、“電力電子技術”等。

五、建議教材與教學參考書

1．滿永奎編著，《通用變頻器及其應用》機械工業出版社

2．吳忠智編著，《變頻器應用手冊 》 機械工業出版社

第三篇：《變頻調速應用》課程教學大綱

《變頻調速應用》課程教學大綱

Variable Voltage and Variable Frequency Technology 課程編號：2000652

適用專業：電氣工程及其自動化

學 時 數：32 學 分 數：2

執 筆 者：湯鈺鵬 編寫日期：2002年5月

一、課程的性質和目的

課程性質：《變頻調速應用》是電氣工程及其自動化專業的專業選修課。

主要任務：通過對《變頻調速技術及應用》課程的學習，使學生對異步電動機變頻調速系統有一個系統的了解，對變頻調速方法的特點、重要性、應用領域有一個正確的認識，為在今后工作中解決實際問題打下良好的基礎。

二、課程教學內容:

第一章 交流調速系統概述（講授4學時）

了解交流調速傳動的發展過程及其應用領域、應用目的，了解異步電動機的基本調速方法、了解變頻器的基本分類。

重點：變頻調速方法及特點。

第二章 異步電動機的變頻調速（講授4學時）

了解異步電動機在非正弦電源供電情況下的運行特點，掌握異步電動機的變頻運行方式、運行特性（包括V/F運行方式、恒磁通運行方式和恒功運行方式）；掌握在非正弦電源供電情況下異步電動機的磁通、電流、轉矩分析方法及特點。

重點：異步電動機的變頻運行方式、運行特性。

第三章 變頻器的結構及工作原理（講授2學時）

了解變頻器的基本結構及工作原理，掌握逆變器的工作原理。重點：交直交電壓型逆變器的工作原理。

第四章 脈寬調制技術（講授8學時，實驗4學時）

了解脈寬調制方式的種類和脈寬調制技術的作用。

重點：正旋脈寬調制技術、磁通軌跡控制（電壓空間矢量控制）脈寬調制技術。第五章 變頻調速系統（講課2學時）

了解變頻調速系統的構成、控制對象和控制方式。

重點：異步電動機、變頻器和外圍設備的選擇。

第六章 通用變頻器的運行功能（講課2學時、實驗2學時）

了解通用變頻器的運行功能，掌握通用變頻器的參數設置方法。

重點：變頻器運行功能的選擇。

第七章 通用變頻器的應用（講課4學時）

了解通用變頻器的應用情況及其應用領域的相關技術，掌握通用變頻器的應用方法。

重點：通用變頻器的應用方法。

三、課程教學的基本要求

本課程的教學環節包括：課堂講授、課外作業、實驗和考試等。通過各個教學環節重點培養學生分析問題和解決問題的能力。

（一）課堂講授

以案例教學和實驗教學為主，教學中多提問題以引導學生思考，設置適當的課堂討論，以加深學生對知識的理解和提高學生對知識的應用能力。

（二）課外習題

第一章1題、第二章2題、第三章1題、第四章2題、第五章1題、第六章2題。

（三）實驗

開設6個學時的開放性實驗，讓學生了解電壓型變頻器的基本結構、熟悉輸入測、直流測、輸出測的電壓波形和電流波形，掌握改善電流波形的方法。熟悉通用變頻器的各項運行功能，掌握通用變頻器的參數設置方法。

（四）考試環節

考試形式分為筆試和實際操作考試兩部分，考試題型分為：簡答題、論述題等。

四、本課程與其它課程的聯系與分工

本課程的先修課為“電機學”、“電力電子技術”等。

五、建議教材與教學參考書

1．滿永奎編著，《通用變頻器及其應用》機械工業出版社 2．吳忠智編著，《變頻器應用手冊 》 機械工業出版社

1、變頻器的分類方式？(1)、按變換頻率方法分

a、交直交變頻器 先由整流器將電網中的交流電流整流成直流電，經過濾波，而后由逆變器再將直流逆變成交流供給負載； b、交交變頻器 只用一個變換環節就可以把恒壓恒頻的交流電源變換成變壓變頻電源，因此又稱直接變頻裝置

(2)、按主電路工作方法分

a、電壓型變頻器 當中間直流環節采用大電容濾波時，稱為電壓型變頻器b、電流型變頻器 采用高阻抗電感濾波時成為電流型變頻器

(3)、按變頻器調壓方法分

PAM變頻器： 逆變器負責調節輸出頻率，通過改變直流環節的電壓或電流來改變輸出電壓或電流；PWM變頻器： PWM方式是在變頻器輸出波形的一個周期產生多個脈沖波，其等值電壓為正弦波，波形較平滑

(4)、按控制方式分

a、U/F控制變頻器 采用普通的VVVF控制方式實現； b、SF控制變頻器 采用轉差頻率控制方式實現；c、VC控制變頻器 采用矢量控制方式實現

2、一般的通用變頻器包含哪幾種電路？

整流電路、中間直流電路、逆變電路、制動電路、控制電路

3、四種調速方式？

（1）變頻調速（2）變轉差調速（3）串級調速（4）變極調

4、變頻器調速系統的調試方法有哪些？

空載實驗、帶負載測試、全速停機試驗、正常運行試驗

5、變頻器過流跳閘和過載跳閘的區別是什么？

過流主要用于保護變頻器，而過載主要用于保護電動機。因為變頻器的容量有時需要比電動機的容量加大一擋或兩擋，這種情況下，電動機過載時，變頻器不一定過流。過載保護由變頻器內部的電子過熱保護功能進行，在預置電子過熱保護功能時，應該準確地預置“電流取用比”即電動機額定電流和變頻器額定電流之比的百分數、

第四篇：智能變頻調速裝置在煤礦中的應用

智能變頻調速裝置在煤礦中的應用

沈占彬

張曉軍

(平頂山工業職業技術學院，河南

平頂山

467001)

礦用交流提升機在減速和爬行段的速度控制困難，不能實現恒減速控制，轉子串電阻調速能耗十分大，控制電路復雜，經常產生故障和損壞等問題。在斜井提升機系統中應用變頻器，節能效果顯著，應用前景廣闊。目前礦用提升機普遍使用交流繞線式電機轉子串電阻調速控制系統，提升機在減速和爬行階段的速度控制性能較差，特別在負載變動時很難實現恒減速控制，經常會造成過放和過卷事故。提升機頻繁的啟動和制動工作過程會使轉子串電阻調速產生相當嚴重的能耗，轉子串電阻調速控制電路復雜，這種轉子串電阻調速屬于有級調速，低速轉矩小，轉差功率大，啟動電流和換檔電流沖擊大，中高速運行振動大，制動不安全不可靠，對再生能量處理不力，斜井提升機運行中調速不連續，容易掉道，接觸器、電阻器、繞線電機電刷等容易損壞，故障率高，影響生產效益。特別是在煤礦生產中不能實現防爆要求。針對串電阻調速系統的這些問題，本文介紹變頻器在提升機調速系統中的應用。變頻器的調速控制可以實現提升機的恒加速和恒減速控制，能很好的防止提升機過卷和過放事故發生。變頻器的調速還可以實現電動機的軟啟動，去除了轉子串電阻造成的能耗，具有十分明顯的節能效果。變頻器調速控制電路簡單，克服了接觸器、電阻器、繞線電機電刷等容易損壞的缺點，降低了故障和事故發生。交頻器靈活的調速控制便于實現提升機的多段速控制，能防止叉道和彎道脫軌事故。因此，變頻器在提升機調速系統中的應用有十分廣闊的前景。

鑒于變頻調速提升絞車的優越性，我礦采用唐山開誠電器有限責任公司生產的ZJT-30型隔爆兼本安智能變頻調速裝置。該變頻調速裝置主要整流及逆變元件和PLC及輔助元件均采用進口產品，具有可靠性高、使用壽命長等特點。它能有效地保護電機，延長電機的使用壽命。由于變頻調速裝置采用了隔爆兼本質安全型設計，符合《煤礦安全規程》的要求，可應用于煤礦井下含有煤塵、瓦斯爆炸危險的環境中，作為局部風機、水泵、空壓機、提升絞車、皮帶運輸機及其它設備電機的變頻調速和起停及保護控制，從而實現節能降耗、安全生產、延長電機使用壽命等多重目的。

系統的優點

本系統設有一條硬件安全電路和兩條軟件安全電路，這三條安全電路相互冗余與閉鎖，一條斷開時，另二條也同時斷開。安全電路斷開后，系統會立即解除運行控制指令，封鎖變頻器，分制動油泵，斷開安全閥和KT線圈,進行緊急制動。

(1)實現了軟啟動、軟停車，減少了機械沖擊，使運行更加平穩可靠。

(2)起動及加速換擋時沖擊電流很小，減輕了對電網的沖擊，簡化了操作、降低了工人的勞動強度。

(3)運行速度曲線成S形，使加減速平滑、無撞擊感。

(4)安全保護功能齊全，除一般的過壓、欠壓、過載、短路、溫升等保護外，還設有過卷、等速超速、定點超速、PLC編碼器斷線、錯向、傳動系統故障、自動限速等保護功能。

(5)設有回饋制動、抱閘制動制動方式，更加安全可靠。

(6)該系統四象限運行，可實現絞車的調速、換向、能量回饋制動等功能，且不受回饋能量大小的限制，適應范圍廣，節能效果更加明顯。

(7)采用雙PLC控制回路，能夠實現雙回路保護，一回路出現故障，另一回還可以繼續運行。提升機變頻調速的系統結構

圖1：絞車電控系統圖

圖1所示，提升機ZJT-30-MSC隔爆兼本安智能變頻調速其主要配置為變頻調速系統、PLC控制系統及軸編碼器監測系統組成，其中變頻調速系統（圖2所示）又分為輸入電抗器、可控整流系統、電容平波系統、輸出逆變系統。變頻器主要對提升機的升降實現變頻調速等，可控整流系統是一種可回饋電能的逆變器，它可單獨作為高質量的無功補償器使用，也可與其他系統相結合組成新的系統，以實現能量在交流側和直流側的雙向傳輸，同時，系統可將交流側的功率因數調整到任何希望的數值，且交流側的電流為近乎完美的正弦波。電容平波系統主要對電網脈動整流濾波使其達到輸出的波形平穩。PLC控制系統主要對提升機的變速、停車和精確制動、提升啟動、下降啟動、故障復位及緊急制動等操作控制。抱閘制動主要實現提升機停車控制。軸編碼器監測系統是把運行的速度及方向和位置信號進行轉換傳輸到PLC控制系統中。

3-AC660V1L11L21L3電抗器箱變頻器箱+HA-Q01BUS++L1L2L3185KW,660V+UVWPE+M~BUS-圖2 變頻調速系統提升機變頻調速系統按工作方式又分為變頻器、行程控制、操作控制和抱閘控制。1.變頻器

在提升機系統中的應用中，變頻器主要進行恒加速變頻調速啟動、恒減速變頻調速停車及行程變頻調速運行等變頻調速。變頻調速是通過改變電機輸入電源的頻率來調節電機轉速的，因此調速范圍很寬，一般變頻器基本上都可以達到0～400Hz，頻率調節精度一般為0.01Hz，可以很好地滿足提升機的恒加速和恒減速無級調速的要求。采用變頻器后，電機可以實現真正意義上的軟啟動和平滑調速。變頻器調速有別于轉子串電阻調速，降低了轉差率，提高了電路的功率因數，可以恒轉矩輸出，輸出功率隨轉速變化，因此具有很好的節電效果。另一方面，變頻器還可通過軟件，很方便地改變輸出轉矩（即調整轉矩補償曲線）和加減速時間、目標頻率、上下限頻率等。變頻器還具有強大的兼容功能，并根據使用要求進行功能組合，參數設置（修改）和動態調通。變頻器也可通過端子排控制，對行程進行多段速度控制。圖3為變頻器恒加速和恒減速調速過程示意圖，加速和減速過程可以靈活的調節，這種調速方式對防止提升機的過卷、過放、脫軌等都是十分有利的。

2.行程控制（PLC控制）

圖3是提升機提升和下降過程示意圖，行程控制分為2個過程，一個為正向提升行程，另—個為反向下降行程。行程控制主要將提升機的升降過程劃分成不同的行程區間，根據每一行程區間的實際情況，可以用不同的變頻調速控制提升機的升降速度。行程控制不僅控制提升機整個升降行程過程的變頻調速，而且控制提升機的停車和制動過程。行程控制可以很好的防止提升機過卷、過放、脫軌和翻車等事故發生，特別適合具有彎道和叉道的特殊斜井。

行程控制是根據提升機的升降位置（行程區間）實施控制，PLC將行程位置轉換成開關信號 3（如圖1所示），發出指令控制信號傳輸到變頻器進行多段速變頻控制，停車控制和制動控制等。

3.制動控制

提升機的安全使用必須要有良好的制動和制動控制系統。制動一般采取回饋制動和抱閘制動相結合，回饋制動主要利用提升機的慣性在減速和下降行程所產生的再生能量進行制動。變頻器使用回饋單元實現回饋制動，這是一種軟制動形式，能很好的防止機械沖擊和快速下滑。為了防止滑車等事故，使用抱閘對提升機實施抱死制動，抱閘制動—般在停車時使用，當運行到停車位置時，PLC對變頻器發出停車信號。同時，對抱閘制動器發出抱閘控制信號，實施抱閘制動。當發生脫軌等事故時，操作控制實行緊急抱閘制動。

4.操作控制

操作控制主要執行提升啟動、下降啟動各緊急抱閘制動等控制。“提升啟動”操作控制變頻器正轉運行，提升過程由行程控制器的提升行程控制完成。“下降啟動”操作控制變頻器反轉，下降過程由行程控制器的下降行程控制完成。“緊急制動”操作主要控制異常時的變頻器停止和抱閘制動。

工作原理

ZJT-30-MSC隔爆兼本安智能變頻調速系統的工作原理是：操作臺發出操作指令信號，傳輸到PLC-A1和PLC-A2，PLC-A1和PLC-A2根據軸編碼系統、保護系統傳回的信號進行內部比較，然后根據程序控制變頻器執行起動、停車、制動、保護等功能。在PLC-A1故障或與其有關的編碼器故障時，將“應急方式”轉換開關打在“應急1”位置,利用PLC-A2可實現應急手動開車；同樣在PLC-A2故障或與其有關的編碼器故障時，將“應急方式”轉換開關打在“應急2”位置,這時在PLC-A1內可把與PLC-A2相關的信號旁路掉，利用PLC-A1可手動開車。

變頻器是通過改變電機定子供電頻率來改變電機的轉速，以實現絞車的調速。交流異步電動機的轉速公式為

n=60f1(1－S)／p 其中n—電機轉速 f1—定子供電頻率

p—極對數 s—轉差率

其中變頻調速系統的工作原理如圖2所示，系統內部采用矢量控制思想，“交—直—交”變頻理論最終產生PWM電壓。AC660V電源由隔爆接線腔 R、S、T 三個接線柱接入隔爆主腔內，經整流平波電路輸入 IGBT 逆變橋，由逆變電路輸出 U、V、W 來驅動電機的運行，對電機頻率的調整控制，可根據現場的工況需要，由外部速度鈕，以無級調速的方式設定好實際需要的參數值（即頻率／速度值），以達到精確地適應所需頻率 ／速度 ／功率的輸出的要求。當工作現場的工況要求發生變化時，可隨時用本質安全型參數程序控制器（鍵盤或 CCS 操作臺）來修改參數，應用方便、靈活、可靠。

現場應用情況及運行效果

從2004年10月份到目前，平煤集團四礦使用該ZJT-30-MSC型智能變頻調速裝置以來，經過測算和試用相比較，節電率達到30%以上。同時變頻絞車改造后絞車運行的穩定性和安全性大大增加。因此大大減少了運行故障和維修時間，節約了大量人力和物力，在很大程度上提高了四礦的運輸能力。

第五篇：變頻調速的電氣制動方式及應用

變頻調速的電氣制動方式及應用

摘 要：隨著變頻器在各種生產機械的應用越來越多，根據實際情況選擇經濟有效的制動方法與制動功能是設計交流變頻調速系統十分重要的環節，也是設備安全運行的重要保證。本文詳細分析了變頻調速的電氣制動原理及制動電阻的選擇計算，并對電氣制動方式的不同種類及應用進行了詳盡的介紹。關鍵詞：變頻調速；電氣制動；應用 引言

隨著電力電子技術和自動化技術的不斷進步和發展，各類低壓變頻器的性能也越來越先進，應用范圍越來越廣泛。無論是在調速節能運行、提高生產效率、適應生產工藝要求、提高產品質量方面，還是在設備設計合理化和簡單化、減少維護成本、改善和適應環境等方面都有了廣泛的應用。在變頻器應用中，在使運動的機構減速或者停止、勢能負載的下落拖動、多級傳動的同步控制及應對負載的突變或在設備出現事故需要緊急停車時，都需要應用到變頻器的制動方式。根據實際情況選擇經濟有效的制動方法與制動功能不但是設計交流變頻調速系統十分重要的環節。也是設備安全運行的重要保證。要對變頻調速的制動方式進行合理的設置應用，就必須對變頻調速制動控制的原理及應用范圍足夠的了解。變頻調速的電氣制動原理及分類 在通用變頻調速系統中，當電動機減速或者拖動位能負載下降時，異步電動機將處于再生發電狀態，傳動系統中所儲存的機械能經異步電動機轉化電能。這種工作狀態下，電動機處于再生制動狀態，這種制動方式被稱為再生制動。在電動機處于再生發電制動狀態時，逆變器的六個回饋二極管將產生的電能回饋到直流側，此時的逆變器處于整流狀態。如果在標準型的變頻器（網側變流器為不控的二極管整流橋）中不采取另外的措施，這部分能量將導致中間回路的儲電電容器的電壓上升。如果電動機的制動并不太快，電容器電壓升高的值并不明顯，一但電動機恢復到電動狀態，這部分能量又會被負載重新利用。但在頻繁制動或負載為提升較重重物負載下降時，電容器的電壓升高就會過快過大，變頻器內的保護裝置就會動作，對變頻器進行過壓保護。

制動問題的實質在于機械能轉換為電能，電能儲存在變頻器的中間環節電解電容中，制動方案就是如何保證中間環節電解電容的電壓不超過變頻器允許的范圍。因此，解決制動問題的方法有二: 一是改變系統控制策略，合理設置變頻器參數，避免電機出現機械能轉換為電能，從源頭上消除能量的持續累積;二是將不斷積累的能量通過系統內部交換或者一定的渠道瀉放掉，即采用共用直流母線、能耗制動或者回饋制動等策略。

還有一種制動方式叫能耗制動，即再異步電動機定子通入直流電流，來達到機構準確停車或起動前制止電動機由外界因素引起的不規則旋轉。還可用于消除驅動系統在轉速接近于零時的“爬行”現象。電氣制動方式的應用

⑴再生制動

再生制動主要發生在設備的穩速運行和減速過程中。在變頻器應用中，對再生制動方式的選擇應用主要目的是解決異步電動機處于再生發電運行狀態時產生的能量問題。為了處理電動機的再生制動電能，一般大致可歸類為兩種處理方式：

① 耗散到直流回路中與電容器并聯的“制動電阻”中。這種方式又叫動力制動（有的文章又叫能耗制動）。一般情況下，若系統制動轉矩不大于電動機額定轉矩的20%時，則不需要另外的制動電阻，僅電動機內部的有功損耗的作用就可以使中間直流回路電壓限制在電壓保護的水平之下。

在小功率的通用變頻器，制動電阻內置于變頻器內或直接外接于變頻器對應端子。在制動功率較大的情況下，多數變頻控制系統采用制動單元加制動電阻（或采用多個制動單元并聯）的接線方式。制動單元就是在直流母線回路中加接一檢測直流母線電壓的IGBT管，一旦直流母線回路電壓超過一定的界限，該晶體管導通，并將過剩的電能通過與之相連接的制動電阻器轉化為熱能耗。通過制動電阻耗散這部分能量后，使電動機的制動能力大幅提高，同時縮短了機械設備減速時間，提高了生產效率。動力制動控制方式簡單，成本低，但節能效果不如回饋制動。

對于制動電阻的選擇，包括制動電阻的阻值及容量可以按照下列式計算：

RBO?UC20.1047??TB?0.2TM??n1(?）

式中UC——直流回路電壓（V）；

TB——制動轉矩（N·m）；

TM——電動機額定轉矩（N·m）；

n1——開始減速時速度（r/min）；

本式中0.2 TM指電動機內部的有功損耗可以折合成制動轉矩的部分。

由于受到制動晶體管最大允許電流IC的限制，制動電阻的最小允許值RMIN（Ω）為 Rmin?UCIC

式中UC為直流回路電壓(V)。

因此，選用的直流制動電阻RB應按照RMIN＜RB＜RBO的關系來決定。制動電阻平均消耗功率PRO的計算公式為： Pro?0.1047?(TB?0.2TM)?n1?n22?10?3（KW）

式中n1為減速開始速度(r/min)；n2為減速結束速度(r/min)。制動電阻額定功率Pr的計算：

Pr?Prom（KW）

式中m為電阻器的允許功率增加系數，其大小與制動電阻使用率有關。使用率越高，m值越小。二者的關系圖可查閱相關資料。根據如上計算的RBO和Pr，可在市場上選用合乎要求的標準電阻器。電阻值選擇越小，制動力矩越大，流過制動單元的電流越大。當在快速制動出現過電壓時,說明電阻值過大來不及放電，應減少電阻值。在電阻器安裝時應考慮電阻器的散熱問題。

公共直流母線系統也是能耗制動的一種方式。應用于兩臺或者兩臺以上變頻器運行的多電機傳動系統中。在該系統中，往往存在一部分變頻器在電動運行和另外一部分在發電運行的情況。如果能夠全部或者部分有選擇的將電動與發電運行變頻器的直流母線連接起來，處于制動狀態的電機感生能量就反饋到直流回路。通過直流回路，這部分反饋能量就可以消耗在其他處在電動狀態的電機上，可以保證發電制動的能量得到及時的利用，防止母線電壓的上升，制動要求特別高時，只需要在共用母線上并上一個共用制動單元即可。這樣可以做到既節能、又環保，大大減小了制動組件或者回饋組件的功率，降低了整個系統的成本。在此方案中，母線并聯必須串入快速熔斷器來防止個別單元損壞后造成故障的進一步擴大。這里需要強調一點的是，快速熔斷器的容量必須以對應變頻器的容量作為選擇依據。采用共用直流母線的制動方式，具有以下顯著的特點：

a.共用直流母線和共用制動單元，可以大大減少整流器和制動單元的重復配置，結構簡單合理，經濟可靠。

b.共用直流母線的中間直流電壓恒定，電容并聯儲能容量大； c.各電動機工作在不同狀態下，能量回饋互補，優化了系統的動態特性； d.提高系統功率因數，降低電網諧波電流，提高系統用電效率。

②要實現直流回路與電源間的雙向能量傳遞，一種最有效的辦法就是采用有源逆變技術：即將再生電能逆變為與電網同頻率同相位的交流電回送電網，從而實現制動。通過網側可逆變流器（或其他形式可逆變流器）使之回饋到電網實現制動的這種方式又叫回饋制動。回饋制動的原理是：當給定頻率下降時，如果電機的同步轉速低于轉子轉速的情況，這時電機處于再生制動的狀態。如果此時有回饋制動單元，那么它可以將電機再生的電能反饋到電網中，從而使整個調速系統處于回饋制動狀態，不但節省了能源，還增大了制動轉矩。這對于中大功率電機、開卷機和起重機械下放重物的工作狀態來說，尤為重要。

整流回饋單元既能為變頻器提供公共直流電源，又能使電機制動的能量回饋電網，因此它適用于回饋能量較多的系統，同時也可以由一臺整流回饋單元構成公共直流母線下掛多臺變頻器的形式。回饋制動方式雖然節能效果好，能連續長時間制動，但控制復雜，且成本比較高，對電網要求高，所以采用的不多。

需要注意的是，回饋制動單元也稱為有源逆變單元，實現有源逆變的兩個基本條件是：主線路應有一個具有較高質量的不低于90%額定值的交流電源；主線路的設計功率必須足夠大（相當于所連接變頻器總功率的100倍）。

⑵直流制動（又稱DC制動）

直流制動一般應用在設備靜止或減速后使設備靜止的過程中。直流制動是指變頻器向異步電動機的定子通直流電，異步電動機處于直流制動狀態的情況。這種情況下變頻器的輸出頻率為零，異步電動機的定子形成一個固定的磁場，旋轉的電動機轉子切割這個靜止的磁場而產生制動轉矩。機械動能轉換成電能消耗于異步電動機的轉子回路中。通用變頻器對直流能耗制動的控制，主要通過設定DC直流制動起始頻率fBD，制動電流IDB和制動時間tDB來實現。

通常情況下，起始制動頻率不易設定太高，太高時，異步電動機的轉子電流的頻率和幅度都相當大，轉子鐵損也就會很大，導致電動機發熱嚴重。特別是對于要求頻繁制動停車的生產機械，更不易將fDB設得太高，不然電動機將過熱嚴重。對于IDB的設定，實際上是對異步電動機定子電流的設定。制動電流IDB不同，則制動狀態下的轉矩特性亦不同。電動機fBD所對應

圖3 利用直流制動實現準確停車

圖4 運行前的直流制動停止

轉速到零所用的時間由旋轉系統的GD生產機械的靜阻力矩和變頻器的IDB等共同決定。如果這個時間大于變頻器內的最大允許設定tDB，則電動機可能進入自由停車的滑行狀態，在設定時應當注意這一點。

圖

3、圖4是直流制動應用的兩種情況的時序圖。直流制動時序圖因變頻器內部參數設置的不同會有所不同。其中IDB為制動電流；tDB為制動時間； fBD在圖3中指制動起始頻率；在圖4中指起動頻率。結束語

以上談到的制動都是電動機由變頻器系統控制的制動，均屬于電氣制動方式。如果變頻器參數調整得當，電動機經歷再生制動減速和直流制動最終停止，生產機械將準確地停止在預定位置上。當生產機械靜止并需要保持靜止的制動時，則應采用機械制動。作為靜止保持或者萬一變頻器等出現故障的一種補救措施，機械制動器是必不可少的。例如吊車提升機構，重物在空中靜止的工況常采用機械抱閘實現靜止保持。在變頻器控制系統中，一般是電氣制動先于機械抱閘制動，這樣機械抱閘幾乎僅在靜止中使用，則大大降低了機械抱閘帶來的沖擊和閘襯（閘皮）磨損。通過對電氣制動的合理設置應用，減少了機械維修量和維修費用，提高了機械使用壽命和設備安全性能。參考文獻

［1］通用變頻器及其應用（第二版）/韓安榮主編

北京：機械工業出版社 2000 ［2］VACON CX/CXL/CXS變頻器用戶手冊 注：文中附圖為CAD圖